Contribution à la modélisation des systèmes instrumentés de sécurité et à l'évaluation de leurs performances : analyse critique de la norme CEI 61508

Contribution to safety instrumented systems modeling and to their performance evaluation : critical analysis of IEC 61508

• Auteur / Autrice : Fares Innal
• Direction : Yves Dutuit
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences Physiques et de l'Ingénieur.Automatique, Productique, Signal et Image. Sûreté de fonctionnement
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Bordeaux 1

Mots clés

Mots clés libres

Norme CEI 61508

Sécurité fonctionnelle

Systèmes instrumentés de sécurité

Arbre des défaillances

Modèles markoviens par morceaux

Réseaux de Petri à prédicats

Résumé

La norme CEI 61508 est le texte de référence dans le domaine de la sécurité fonctionnelle. Les systèmes instrumentés de sécurité (SIS) sont au cœur de cette norme. Notre travail a consisté à analyser les cinq concepts fondamentaux de cette norme que sont les modes de fonctionnement des SIS, dénommés « faible demande » et « demande continue ou élevée », ainsi que leurs attributs respectifs connus sous les noms de « probabilité moyenne de défaillance à la demande (PFDmoy) » et de « probabilité de défaillance par heure (PFH) ». Le cinquième concept renvoyant à la relation étroite existant, selon la norme, entre le facteur de réduction du risque apporté par un SIS (RRF) et le niveau d’intégrité de sécurité (SIL) qui lui est associé. Nous proposons une nouvelle interprétation des quatre premiers concepts et une certaine remise en cause du cinquième et de la notion de proportion de défaillance en sécurité (SFF). Nous avons de plus proposé deux démonstrations des formules analytiques présentées dans la norme en précisant leur domaine de validité et étudié l’influence des défaillances intempestives d’un SIS sur la fréquence des accidents qu’il est chargé de prévenir.

IEC 61508 standard is the reference text related to the so-called functional safety. The safety instrumented systems (SIS) are the core of this standard. Our work dealt with the analysis of its five main concepts, i. E. , low and continuous modes of operation of SIS and their attributes known as probability of failure on demand (PFDavg) and probability of failure per hour (PFH). The fifth concept concerns the strong relation existing between the risk reduction factor (RRF) provided by a given layer of protection and the safety integrity level (SIL) of the latter. We propose a new interpretation of the fourth first concepts and some questioning of the fifth and of the safe failure fraction (SFF) notion. Morover we have proposed two ways suitable to demonstrate the analytical formulae given in the standard and to precise their underlying hypothesis. We have also studied the influence of the spurious failures of a given SIS on the accident frequency it must prevent.